Molecular Engineering for Large Open-Circuit Voltage and Low Energy Loss in Around 10% Non-fullerene Organic Photovoltaics

轨道能级差 光电流 有机太阳能电池 带隙 材料科学 开路电压 光伏 富勒烯 光电子学 接受者 聚合物太阳能电池 能量转换效率 电压 化学 光伏系统 有机化学 分子 物理 电气工程 聚合物 复合材料 工程类 量子力学 凝聚态物理
作者
Bo He,Bin Yang,Matthew A. Kolaczkowski,Christopher L. Anderson,Liana M. Klivansky,Teresa L. Chen,Michael A. Brady,Yi Liu
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:3 (4): 1028-1035 被引量:49
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.8b00366
摘要

Recent efforts in organic photovoltaics (OPVs) have been devoted to obtaining low-bandgap non-fullerene acceptors (NFAs) for high photocurrent generation. However, the low-lying lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level in narrow bandgap NFAs typically results in a small energy difference (ΔEDA) between the LUMO of the acceptor and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the donor, leading to low open-circuit voltage (VOC). The trade-off between ΔEDA and photocurrent generation significantly limits the simultaneous enhancement of both VOC and short-circuit current density (JSC). Here, we report a new medium-bandgap NFA, IDTT-T, containing a weakly electron-withdrawing N-ethyl thiabarbituric acid terminal group on each end of the indacenodithienothiophene (IDTT) core. When paired with a benchmark low-bandgap PTB7-th polymer donor, simultaneous enhancement of both ΔEDA and absorption spectral coverage was realized. The OPV devices yield a VOC of 1.01 V, corresponding to a low energy loss of 0.57 eV in around 10% efficiency single-junction NFA OPVs. The design demonstrates a working principle to concurrently increase ΔEDA and photocurrent generation for high VOC and PCE in bulk fullerene-free heterojunction OPVs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
CR7应助xmy采纳,获得20
1秒前
1秒前
德鲁大叔发布了新的文献求助50
1秒前
桑小强完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
kikiki发布了新的文献求助30
3秒前
大模型应助斯文奇迹采纳,获得10
3秒前
SSC_ALBERT发布了新的文献求助10
4秒前
慕青应助哈哈采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助Nobody采纳,获得10
6秒前
婕哥发布了新的文献求助30
7秒前
cdercder应助飒飒飒采纳,获得30
7秒前
公爵发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
bdn完成签到,获得积分10
7秒前
梁梁完成签到 ,获得积分10
8秒前
未见山发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
思源应助细心凡雁采纳,获得10
10秒前
Chen发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
joy完成签到,获得积分10
13秒前
Yang发布了新的文献求助10
13秒前
Vitalis发布了新的文献求助50
13秒前
14秒前
Xian完成签到 ,获得积分20
14秒前
好货分享发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
哦222发布了新的文献求助10
16秒前
生动的向日葵完成签到,获得积分10
16秒前
共享精神应助学术laji采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
诚心醉柳完成签到 ,获得积分20
19秒前
Ava应助公爵采纳,获得10
19秒前
19秒前
QS完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7345199
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8957463
关于积分的说明 19020635
捐赠科研通 6996739
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3219926
关于科研通互助平台的介绍 2384874
邀请新用户注册赠送积分活动 2200190